JPS6391324A - 抗酸化生体防御剤 - Google Patents

抗酸化生体防御剤

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JPS6391324A
JPS6391324A JP61235486A JP23548686A JPS6391324A JP S6391324 A JPS6391324 A JP S6391324A JP 61235486 A JP61235486 A JP 61235486A JP 23548686 A JP23548686 A JP 23548686A JP S6391324 A JPS6391324 A JP S6391324A
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hemolytic streptococcus
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Junko Matsubara
松原 純子
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は大または動物の生体防御機構に作用する薬剤に
関し、特に生体に対する非特異的酸化的侵襲に対して生
体を防御する作用を有する薬剤に関する。
[発明の背景] 生体は環境からの様々な衝撃の中に曝されている。絶え
間なく降りかかる宇宙線、地上や建物からの放射線、日
光中の紫外線や気温の変化などの物理的刺激は言うに及
ばず、空気中の微量の汚染物質や食品中の異物の吸収に
よる化学的刺激、目に見えないウィルスやバクテリアや
カビなどの生物学的侵襲なと、数えあげれば切りがない
ほどである。これらの各種の侵襲に打ち勝って生物が生
存しているのは、生体が非常に巧妙で強力な防御機構を
備えているからに他ならない。
環境からの酸化的侵襲による生体の障害機序と防御機構
は、環境要因の差によらず基本的には共通の部分が大き
い、すなわち、放射線障害、オキシダント障害、炎症、
免疫、老化、発癌、制癌、各種の酵素反応にはフリーラ
ジカルの生成や活性酸素がからんでいることが知られて
いる。また多くの薬が人体内で作用するとき、その代謝
作用の一環としてフリーラジカルが生成されることが知
られている。フリーラジカル生成は、・02 (スーパ
ーオキサイドラジカル)が、白血球の殺菌作用、ある種
の酵素の活性化等に生理的に関与していることなど一部
の有用な作用を除いて、概ね蛭康な組織にとって有害な
要素であり、生体にはこれらに対する非特異的防御系が
備わっているのである。これを具体的に説明すると、生
体が放射線やオキシダントに暴露されたり薬剤の作用を
受けると、これらは直接にDNAなど生物学的に重要な
物質を障害する他に、空気中の02と反応してΦ02を
産生したり、組織中の水(H20)と反応し二次的に・
OH(ヒドロキシラジカル)など反応性の強いラジカル
を生成する。・02は組織中にある5OD(スーパーオ
キサイド・ディムスターゼ)により、H202にされ消
去される部分もある@ H202はカタラーゼにより水
と酸素に変換されるが、・02とさらに反応して非常に
反応性の強い・OHを生成し、色々な生体物質を攻撃す
る。特に、これらは脂質ラジカルの生成を介して、生体
膜の成分であるリン脂質の不飽和脂肪酸の過酸化へと発
展させる。こうした膜の脂質に発生するフリーラジカル
の連鎖反応を断ち切る役目をするのが、ビタミンEであ
る。脂質の過酸化を受けた生体膜は重合反応を起こして
生体膜の機能障害を来たし、色々な生化学的反応の1昨
的阻害や副腎皮質系ホルモン作用の異常をもたらす。
過酸化脂質生成による生体膜損傷を防御するのが、グル
タチオン(G S H)−ペルオキシダーゼ系(GP系
)による過酸化物の消去作用である。
このように、生体は内外から様々な酸化的侵襲ミンEの
作用や、上記SOD系やGP系のようなラジカルや過酸
化物の消去作用にょる防g1機構が1動いているのであ
る。この防m機構が充分に作用しないと、これらの長期
的影響が脳や心臓の虚血的障害、肺の損傷や細胞の老化
という一般的現象を結果する。これら各種のラジカルが
直接にDNA分子を損傷し、発癌につながることもある
し、また多くの化学発癌物質と中間代謝産物は、フリー
ラジカルそのものを含むか、あるいはフリーラジカルを
活発化する働きがあり、フリーラジカルとそれに随伴す
る各種の障害とその防御は発癌の防御の問題でもある。
[従来の技術] フリーラジカルを有効に抑制、排除する医薬は未だ開発
されていない、脂質ラジカルの生成を阻害すると言われ
ているビタミンEの作用は、放射線防護作用などの全身
的効果でみると未だ安定した効果が得られていない、す
なわち細胞レベルで有効な作用を有する物質であっても
動物の全身的パランスルtA1+ヒちか司稈m礒tキ1
翫…人11上譚薬として使用することができないし、一
般の医薬においてもその副作用が問題となる程度以下の
投与量で使用せざるを得ない、゛ 癌治療においては、癌細胞核の破壊を目的として放射線
照射が汎用されているが、随伴する目的箇所以外の放射
線照射による全身的副作用に対しては、殆ど対策がなさ
れていないのが現状である。
放射線を取扱う医療および各種産業においては、各従事
者の放射線被曝を防止するために種々の手段が採られて
いるが、放射線障害を予防したり、被曝を受けた場合の
障害を減弱し得る有効な薬剤は未だ開発されていない、
放射線防護物質としてはSH基を有する含硫物質として
システアミン、S、2−アミノエチルイソチウロニウム
、S−2−(3−アミノプロピル−アミノ)エチルホス
ホロチオイックアシド(WR−2721)等が知られて
いるが、これらは放射線障害防護効果は大きいが、細胞
毒であり副作用が非常に大きく、中毒量と有効量とに差
がなく、人体には適用し難い、また、生理的に放射線を
防護する作用のあるグルタチオンは外部から投与しても
細胞内に入り難く体内残留時間も短い(半減期2分)た
め、大量に投与しないと効果は期待できない。
[発明が解決しようとする問題点] 上記の通り、フリーラジカル生成に伴なう生体の障害ま
たは損傷に対しては、前述のSOD系やGP系を主役と
する生体内の防御機構に頼るのみで、外部からこれを有
効に作用させる有効な手段は特に採られていないのが現
状である。しかしながら、特に癌治療を目的として放射
線を照射する場合のように、体内で異常なフリーラジカ
ル生成が誘起される場合には生体自身の保有する防御機
構ではまかない切れず、前述の通りの様々な機能障害を
もたらすことになる。
本発明はかかる従来技術の現状に鑑みて、放射線被曝な
ど各種の酸化的侵襲による生体の損傷を抑制することの
できる人体に適用可能な薬剤を提供することを目的とし
ている。
[問題点を解決するための手段] 本発明者は上記目的を達成するため、鋭意研究した結果
、金属蛋白であるメタロチオネイン(以下、MTという
)が、生体膜の過酸化等に起因する生体の機能障害の抑
制に寄与し得ることを見い出し、特にストレフトリジン
S産生能消失処理を施した溶血性連鎖球菌(Strep
tococcus haemolytics  :以下
、溶連菌という)を生体に投与することによって、生体
内にMTを誘起せしめ、これによって例えば放射線障害
に対する防′護作用のような抗酸化生体防御作用を生じ
させることができることを見い出し、本発明を完成させ
た。
すなわち1本発明は新規な抗酸化生体防御剤であり、ス
トレフトリジンS産生能消失処理を施した溶連菌を有効
成分として含有することを特徴とするものである。
MTは、構成アミノ酸の約3分の1がシスティンで占め
られる非常にSH基に富んだ分子量約6000〜700
0の低分子蛋白質で、微生物から高等生物に至るまで各
種の生体細胞中での存在が知られて和に寄与しており、
また必須元素であるZn濃度の生体内恒常性(ホメオス
ターシス)の維持に重要な役割を演じていると推定され
ているが、その生理作用については未だ明確には解明さ
れていない(M、 Webb et al : Bio
chem、 Pharmacol、 31゜137 (
1982)、A、 Marin : Ce1l 41.
9 (1985)) 。
また、Cd、Zn、Hg、Cuの投与によってMTが生
体組織内で誘起されることは知られているが、外部から
投与された物質によって誘導されたMTが、生体におけ
る鹸化的侵襲に対する防御作用を呈すること、および溶
連菌の投与によって顕著な効果が得られることは本発明
者が初めて見い出したことである。
溶連菌は、ストレフトリジンという溶血毒素を産生ずる
連鎖球菌の一種で、丹m、敗血症、産じょく熱、扁桃炎
その他種々の疾病の病原菌であるが、醜素に安定なスト
レフトリジンSを産生ずる能力を消失させて人体に適用
し得ることが知られている(特開昭56−79622号
公報)。
を産生する能力を消失させたものであれば使用可能であ
り、本発明における「溶連菌」なる語は各種菌体を適宜
処理したものを含む意味であり、例えばストレプトコッ
カス・ピオゲネスSu株(ATCC21060)、スト
レプトコッカス・ピオゲネスC203S株(ATCC2
1546)、ストレプトコッカス・ピオゲネス5−43
株(ATCC21547)、ストレプトコッカス・ピオ
ゲネスブラックモア株(ATCC21548)、ストレ
プトコッカス・エキシミリス株(ATCC21597)
等を各種処理したものを用いることができる。
これら菌体のストレフトリジンS産生能を消失させる方
法としては、生菌体を比較的高濃度のペニシリンを含む
塩類溶液例えばバーンハイマー基礎培地(BBM)に懸
濁し、30〜38℃に保持する方法(Jpn、 J、 
Exp、 Wed、 3El : 181−171 (
1968))が代表的であり、これをさらに40〜50
℃で処理する方法(特公昭43−8890号公報)も用
いることができる。また、ペニシリンの代りにセファロ
スポリンCおよびサイクロセリンを用いても同様の結果
が得られる(英国特許第1153113号明細書、特公
昭45−8871号公報、同4B−2874号公報)、
その他、上記工程において過酸化水素または1価アルコ
ールで処理することにより、生菌数の少ない製剤を得る
こともできる(特公昭55−43754号公報、特開昭
57−181321号公報)。
溶連菌の菌体を細胞壁合成が阻害されるような条件、例
えばペニシリンを含有する高張な培地で培養するか、或
いは溶連菌菌体に溶菌酵素を作用させた後にペニシリン
等の細胞壁合成阻害剤を含む培地で培養させることによ
って得られるL型菌が起炎性、発熱性および疼痛惹起性
等の欠点がないことが知られており、これも好ましい菌
体として用いることができる(特開昭58−15210
号公報)。
なお1本発明の抗酸化生体防御剤は、代表的には放射線
障害防護剤として有効であるが、溶連菌は抗腫瘍活性が
あることが知られており、癌の治療において末剤を放射
線療法の際に使用する場合には、その抗腫瘍活性の高い
ものを用いることが好ましく、この場合は上記処理に加
えて抗腫瘍活性を増強させる各種処理を加えることがで
きる。
本発明に用いる特に好ましい溶連菌は、ヒト由来A群溶
連菌ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptc
occus pyogenes)弱毒Su株をペニシリ
ンGカリウムで処理した菌体で、これを凍結乾燥した菌
体製剤はOK−432として知られている。
OK−432は上記菌体をペニシリンGカリウム(25
,000単位/m1以上、好ましくは27,000〜8
0.000単位/ m l )を含有するバーンハイマ
ー基礎培地にて30〜38℃(好ましくは37℃)で1
0〜30分間(好ましくは20分間)培養し、次いで3
0〜50℃(好ましくは45℃)で20〜40分間(好
ましくは30分間)培養するとともに、その間に過酸化
水素処理を行ない凍結乾燥したもので、安定剤を含む白
色または類白色で吸湿性の凍結乾燥粉末である。生理食
塩水を加えた懸濁液のpHは5.5〜7.5であり、浸
透圧比はトレプトリジンSの産生能は認められず、原料
のSu株生菌と比較すると莢膜の消失ならびに細胞壁の
部分的障害がみちれる。イヌのLD50値は3sxE/
kg(IKEは乾燥菌体0.1mgに相当)である、こ
れらOK−432の製法、性状、生物学的特徴、毒性等
の製剤的特徴、および生理作用等については石田名香雄
および星野孝著「溶連菌製剤OK −432J Exc
erpta Medica発行(1985)を参照され
たい。
本発明の抗酸化生体防御剤は、具体的にはMT誘起剤、
放射線障害防護剤として使用されるものであり、ストレ
フトリジンS産生能消失処理を施した溶連菌をそのまま
あるいは適宜の薬理的に許容される希釈剤、賦形剤、担
体等と混合し、粉末、顆粒、錠剤、カプセル剤、注射剤
等の剤型で、経口的または非経口的に投与することがで
きる。投与量は抗酸化生体防御剤としての具体的使用目
的、溶連菌のMTU起能、投与対象、投与方法等によっ
て大きく異なるので特に限定すること/kg体重が適量
であり、放射線障害を予防する目的で使用する場合には
、放射線照射の約1日前に投与しておくことが望ましい
[作用および実施例] 以下に本発明の抗醸化生体防御剤の薬理作用をその実施
例とともに示す。
■、  −によ MT雷 OK−432(中外製薬株式会社製:商品名ピシバニー
ル)をマウスに投与し、肝ta中のMT濃度を定量した
。また、カドミウム゛(Cd)、亜鉛(ZH)、マンガ
ン(Mn)など、肝臓中にMTを誘起合成することが知
られている金属を投与してこれと比較した。
■と去−丑 動物はJcl:ICR雄マウマウス週令および9週令)
を用い、飼料と水を自由に与え恒温環境で飼育した。第
1表に示す各種薬剤を1回投与あるいは1〜2日おきの
10回連続投与で、表中の用量と方法で投与し、20時
間後に肝臓のMTを定量した0MTの定量は小野板らの
Cd−へモグロビン吸着法(衛生化学 ム: 128−
131 (197B))およびCherianらのAg
−ヘモグロビン吸着法(Taxical、  23: 
11−20 (1982))によった。
Ωと藍−1 マウスの肝臓中のMT濃度は、4週令から25週令の無
処理のマウスでは通常的2〜3nmol/gであるが、
第1表に示す通り、OK−432は1回投与、連続投与
ともに対照群のマウスより数倍の値となっており、金属
投与に匹敵する高いMT誘起能を示した。
■ 、°  、  に    1         ′
酸化的侵襲による生体への障害機序と防御機構は、前述
の通り障害を与える要因によらず基本的には共通の部分
が大きいので、ここでは特に放射線障害を代表例として
示す。
0’に−432(中外製薬株式会社製:商品名ピシバニ
ール)をマウスに前投与し、全身へのX線照射を行い、
照射後の死亡率を記録した。またその作用を、肝臓中に
MTを誘起合成し放射線障害防護作用を呈することが知
られているマンガン(松原縫子:科学 廷、 8B−9
5,(1988) )と比較した。
ΩyフL−彷 動物はJcl:ICR雄マウマウス週令)を用い、OK
−432(5KE/匹)、MnC12(20m g M
 n / k g体重)を0.9%食塩水に溶解して、
OK−432は腹腔内注射、MnCl2は皮下注射し、
1日後に対照群とともに致死線量である720 rad
のX線を照射し、その後の30日間m−里 X線?20rad照射後の各群マウスの累積死亡率を第
1図に示した。これによると、OK−432投与群、M
n投与群は対照群(無投与)に比べ放射線による死亡率
の減少がみられ、OK−432の前投与によってMn前
投与に匹敵する放射線障害減弱作用が得られることが確
認された。
なお、これに対してMT生成能のないMg塩等は放射線
障害減弱作用を示さなかった。
[、MTの抗酸化l 防御機構に゛ける生体の抗酸化生
体防御機構において、グルタチオン(GSH)−ペルオ
キシダーゼ系(GP系)が重要な役割を果たしているこ
とは前述の通りである。第2図に示すGP系ではGSH
−ペルオキシダーゼ(GP)が過酸化物を還元するため
に、GSHを電子供与体として必要とし、その結果GS
Hを酸化型グルタチオン(GSSG)に変える。酸化さ
れたGSHすなわちG55Gは細胞外に流出しやすいの
で、時に細胞内のGSHが不足する場合が当然前えられ
、事実GSH低下時に放射線感受性が増すことも観察さ
れている( Oharaet al : Exp、 C
e11. Res、 58.182−185 (197
G)、Modig at al : Int、 J、 
Radiat、 Biol、 22.258−288 
(1971)、他)、GSHレベルの低下は、放射線暴
露時の放射線抵抗性の減弱の他、胃潰瘍の発生や細胞の
癌化や溶血など各種の病理的現象につながることも報告
されている(Boyd at al: 5cience
、 205.1010−1012 (197θ)、他)
本発明者はGSHと同様にMTによってもGP反応が作
動することを確認した。以下これを詳述する。
!五−酒 MTがGSHの存在しない条件で、GP系への電子供与
体、すなわちGSHの代役たり得るかを調べるために、
第2図に示すin vitroの系を作成した。すなわ
ち、第2図における基質t−butyl−00HのGP
による還元を、NADPH酸化系と連動させて、キュベ
ツト内の反応液中のNADPHの減少による340nm
の吸光度の変化を、ダブルビーム分光光度計で追跡した
0分光光度計の2つのキュベツト中に正確に同じ容量で
以下の薬液を充たす。反応液は、2.5mM(以下、濃
度はすべて最終濃度)のNaN3を加えた250mMの
リン酸塩緩衝液(pH7,4)を主体とし、これに、0
.3単位/ m lのGPとグルタチオン−リダクター
ゼ(GR)、5mMのt−butyl−00Hおよび0
.5mMのNADPHを2つのキュベツトに加えておく
、最後に片方のキュベツトにだけGSHまたはMTを添
加すると反応が開始して5両者の吸光度の差が記録計に
観測され、単位時間当りのNADPHの減少量(反応速
度)が観測される。GSHまたはMTe度を段階的に増
やすこと(titration)により、GPの酵素反
応のKm値(Michalis定数)をA1一定できる
仁り蟇−」 第3図は、GP系にGSHでなくMTを段階的に加える
ことによってGPに対するMTのKm値を測定したもの
で、図に示すLineweaver−Burkeのプロ
ットによって求められたMTのKm値は、た、一方、G
SHのKm値は約4mMであった。
なお、MTは仔牛の肝臓より精製した亜鉛−チオネイン
を用いた。第2図に示した反応で、まず反応液中にGP
とGRとNADPHを入れておき、そこにMTを加えて
も反応は開始されない、しかしこれにt−butyl−
00Hを加えると第4図に示すように反応が開始する。
これはMTがGRでなくGP系の電子供与体として働い
ていることを示すものである・ 細胞中のMTの濃度水準は、7〜500ルg/g we
t tissueと広範囲にわたっているが、本発明者
による測定では正常のマウス肝臓中のMTは、性や週令
で大きな差は示さず、約201Lg/gすなわち3gM
程度であり、金属投与などのストレス負荷により120
から数1100pL/g(20〜100 gM)まで上
昇した0人の肝臓中のMTは動物より高く、小野坂らは
200〜550pg/gを報告している(小野坂ら:衛
生化学 η。
173−178 (1984)) 、本発明者の測定し
た銅−亜鉛−4+ 4 / ’/ ffi (”: T
) U’ n子六Km値l÷h 100 LMであるか
ら、生体においてMTが充分に誘起合成されている場合
は、生理的にこの反応が作動しうるものと考えられる。
[発明の効果] 以上説明した通り1本発明の抗酸化生体防御剤は、生体
内においてメタロチオネイン(MT)を誘起せしめ、グ
ルタチオン(G S H)の代りにこのMTによって生
体防御機能を発揮させるものである。したがって水剤は
放射線照射等の酸化的侵襲に対して直接的にフリーラジ
カル生成を抑制、排除するものではなく、生体膜の損傷
に基づく各種の機能障害を防御し、細胞の抵抗力と回復
力を高めるものである。特に、OK−432は抗腫瘍剤
としてすでに人体に適用されているものであるから、そ
の安全性は確認法であり、今後増大するであろう原子力
産業従事者、癌等の疾病の診断と治療を行なう医療従事
者、および望ましくない放射線被曝を診断の目的等で受
けなければならない患者等、放射線被曝の可能性がある
場合に、起こり得る放射線障害を防止するための予防手
段として、水剤を予め投与しておけば人体内の生体防御
機能を促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はX線致死線量である?20rad照射後のOK
−432投与群等のマウスの生存率を示すグラフ、第2
図はグルタチオン−ペルオキシダーゼ(GP系)に対す
る銅−亜鉛−チオネインの関与を説明する反応図、第3
図はMTのGPに対するKmm測測定ためのグラフ、第
4図はMTのGPへの作用点を示すグラフである。 特許出願人 松 原 純 子、l□、f h、1゛仏゛ ψ、−zコーMT+ 第2図 第3図 ”””””’          \ ゛\ 第4図

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ストレフトリジンS産生能消失処理を施した溶血
    性連鎖球菌を有効成分として含有することを特徴とする
    抗酸化生体防御剤。
  2. (2)前記溶血性連鎖球菌が、細胞壁合成が阻害される
    条件下にて菌体を培養して得られたものである特許請求
    の範囲第(1)項に記載の抗酸化生体防御剤。
  3. (3)前記溶血性連鎖球菌が、ペニシリン、セファロス
    ポリンC、サイクロセリンからなる群から選択される物
    質を含有する培地で菌体を培養して得られたものである
    特許請求の範囲第(1)項または第(2)項に記載の抗
    酸化生体防御剤。
  4. (4)前記溶血性連鎖球菌が、菌体に溶菌酵素を作用さ
    せた後、細胞壁合成が阻害される条件下にて培養して得
    られたものである特許請求の範囲第(1)項乃至第(3
    )項のいずれかに記載の抗酸化生体防御剤。
  5. (5)前記溶血性連鎖球菌が、菌体をペニシリンGカリ
    ウムを含有する培地に懸濁し、30〜38℃に保持し、
    次いで40〜50℃で処理したものである特許請求の範
    囲第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の抗酸化
    生体防御剤。
  6. (6)前記溶血性連鎖球菌が、前記工程中において過酸
    化水素と接触させたものである特許請求の範囲第(5)
    項に記載の抗酸化生体防御剤。
  7. (7)前記溶血性連鎖球菌が、ストレフトコッカス・ピ
    オゲネス(Streptococcus pyogen
    es)Su株である特許請求の範囲第(1)項乃至第(
    6)項のいずれかに記載の抗酸化生体防御剤。
  8. (8)前記溶血性連鎖球菌が、L型菌である特許請求の
    範囲第(1)項乃至第(7)項のいずれかに記載の抗酸
    化生体防御剤。
  9. (9)前記溶血性連鎖球菌が、OK−432である特許
    請求の範囲第(1)項に記載の抗酸化生体防御剤。
  10. (10)メタロチオネイン誘起剤である特許請求の範囲
    第(1)項乃至第(9)項のいずれかに記載の抗酸化生
    体防御剤。
  11. (11)放射線障害防護剤である特許請求の範囲第(1
    )項乃至第(10)項のいずれかに記載の抗酸化生体防
    御剤。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2428006A (en) * 2005-07-07 2007-01-17 Jevgenis Morov AMI-3 vaccine comprising group A Streptococcus pyogenes bacteria

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GB2428006A (en) * 2005-07-07 2007-01-17 Jevgenis Morov AMI-3 vaccine comprising group A Streptococcus pyogenes bacteria

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